Question

18．将2.1gMg～Al混合物投入到足量的盐酸中产生2240mL H₂（标准状况），然后加入1mol/L NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥后固体的质量不可能为（　　）

• A． 3.0g
• B． 3.5g
• C． 5.5g
• D． 5.6g

Answer 1

分析 解法一：镁离子、铝离子转化成沉淀时结合的氢氧根离子与生成氢气转移的电子的物质的量相等，据此可计算出沉淀中氢氧根离子的物质的量，再根据计算的质量计算出生成沉淀的最大质量即可；
解法二：设出镁和铝的物质的量，分别根据总质量、生成氢气的量列式计算出二者的物质的量；当氢氧化钠过量时，沉淀只有氢氧化镁此时沉淀的质量最小；当氢氧化钠适量，镁离子和铝离子恰好生成氢氧化镁、氢氧化铝沉淀，此时沉淀的质量最大，据此得出生成沉淀的质量范围，然后对选项进行判断．

解答 解：解法-：标况下2240mL H₂的物质的量为：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，生成0.1mol氢气需要得到电子的物质的量为：0.1mol×2=0.2mol，
根据关系式可得：Mg～2e^-～Mg²⁺～2OH^-、Al～3e^-～Al³⁺～3OH^-，镁离子和铝离子完全转化成沉淀时，结合氢氧根离子的物质的量=电子的总物质的量=0.2mol，
则生成沉淀的最大质量为：2.1g+17g/mol×0.2mol=5.5g，即：生成沉淀的总质量≤5.5g，故D不可能，
故选D；
解法二：设混合物中含有Mg、Al的物质的量分别为x、y，
根据总质量可得：①24x+27y=2.1g，
标况下2240mL H₂的物质的量为：$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$=0.1mol，
根据电子守恒及氢气的物质的量可得：②2x+3y=0.1mol×2，
联立①②可得：x=0.05mol、y=$\frac{1}{30}$mol，
即：混合金属中含有0.05molMg、$\frac{1}{30}$molAl，
当氢氧化钠过量时，铝离子完全转化成偏铝酸根离子，生成的沉淀只有氢氧化镁，此时生成沉淀的质量最小，则沉淀的最小质量为：58g/mol×0.05mol=2.9g；
当氢氧化钠适量，铝离子和镁离子恰好生成沉淀，此时生成沉淀的质量最大，则生成沉淀的最大质量为：2.9g+78g/mol×$\frac{1}{30}$mol=5.5g，
所以生成沉淀的质量范围为：2.9＜m≤5.5g，
选项中不可能的为D，
故选D．

点评 本题考查了混合物反应的计算，题目难度中等，明确发生反应的实质为解答关键，注意掌握质量守恒定律、讨论法在化学计算中的应用方法，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．